中国现代教育装备
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基于科学探究核心素养的高中生物学数字化实验教学实践与思考
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2024-10-28 14:30:08
  [导读]实验教学是高中理科教学的重要组成部分。进一步加强实验教学,增加学生动手实践和体验的机会以发展学生的科学探究核心素养,既是课标的明确建议,也是目前广大教师的共识。数字化实验由于其直观性、准确性等优点,极大地弥补了常规实验的缺陷与不足,受到越来越多的关注,并开始广泛进入高中课堂教学。研究以高中生物学数字化实验教学为切入点,例析了提升学生科学探究核心素养的途径与方法,并对数字化实验教学中出现的问题提出了自己的意见与建议,以期为通过数字化实验教学进一步促进科学探究核心素养的有效落地提供参考。

  《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(简称课标)将“科学探究”列为生物学学科核心素养的重要内容。无独有偶,同时颁布的高中物理和化学课程标准,也将科学探究纳入学科核心素养。课标明确指出:科学探究,是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果交流与讨论的能力。教师要在探究过程中,逐步增强学生对自然现象的好奇心和求知欲,引导其掌握科学探究的基本思路和方法,增强实践能力,乐于并善于团队合作,勇于创新[1]。物理和化学学科核心素养虽然表述有所差异,但内涵是一致的,即科学探究核心素养包括:科学探究能力;对科学探究的认知;严谨求实、批判质疑、交流合作、实践创新等品质三个方面的要素。这就要求教师在指导学生探究活动中不能仅将目标锁定在对探究技能的掌握上,而是在提高学生探究能力的同时,还增进其对科学探究的理解,培养学生乐于探究、善于合作,对不同观点开放包容、不迷信不盲从,勇于提出不同观点等情感和意识[2]。

  生物学是一门实验科学,生物学的结论和规律都建立在实验研究基础之上,所以实验教学有着十分重要的作用,是落实和发展学生科学探究核心素养的重要支撑。通过生物学实验教学,学生能更好地理解生物学的本质特征以及科学研究的思路和方法,同时在实验过程中提高实践能力、养成科学态度、形成团队意识和合作精神。课标在实施建议中明确指出:学校要加强和完善生物学实验教学。但现阶段的生物学实验仍习惯以学科知识教学为重心,很多实验只强调一般步骤和结论,而忽视了科学探究能力的培养,更遑论对相关品质的磨炼与提升,因而阻碍了学生科学探究核心素养的发展。这些问题的出现既与教师对生物学实验教学的价值认识不到位、在实验教学方面的素养不足、缺乏创新性等主观因素有关,也受到实验结果不明显、缺乏定量分析、评价体系欠缺、课时不足等客观因素影响[3]。数字化实验通过数字化显微互动系统、传感器等设备能够更为快速准确地获取图像、数据等,定量地进行实验探究,同时也大大拓展了课程资源,提升了学生的学习兴趣和探究热情,为发展学生的科学探究核心素养提供了有力支撑。

  一、利用数字化显微互动系统实现观察类实验的有效教学与评价

  二、利用数字化实验仪器发现问题探索未知 培养探究意识与品质

  三、数字化实验使实验结果定量化 提高学生的数据分析能力

  四、联系实际生活 培养学生的创新精神和实践能力

  五、开展高中生物学数字化实验教学应注意的问题

  六、结语

  从“倡导探究性学习”到“培养学生科学探究核心素养”,生物学课程对科学探究的重视程度越来越高,在高考中,探究性实验也已成为典型题型,这既是全面育人的需要,也是人才选拔的要求。数字化实验教学的开展为科学探究核心素养的落实提供了有效的载体,但更重要的是教师要心怀核心素养理念,立足课堂教学和课外实践,充分发挥试题的评价导向功能,让学生真正理解、认同、主动参与到探究活动中,使科学探究核心素养真正落地生根。

  参考文献

  [1] 教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.

  [2] 赵占良.对生物学学科核心素养的理解(三):科学探究与实践[J].中学生物教学,2020(5):4-7.

  [3] 周洪凯.基于科学探究核心素养的高中生物实验教学实践研究[D].济南:山东师范大学,2019.

  [4] 杨铭,刘恩山.生物学核心素养视角下的科学探究[J].生物学通报,2017(9):11-14.

  [5] 曹冬林.基于科学探究的高中生物实验教学探索[J].中学生物学,2020(7):40-42.

  [6] 于晓青,陈小龙.高中生物实验教学数字化实验的应用:以“探究光照强度对光合作用强度的影响”为例[J].实验教学与仪器,2021(Z1):76-77.

徐业华 安徽省合肥市第八中学


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